KR20150078041A - 무전극 조명장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무전극 조명장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 마이크로파를 발생시키기 위한 마그네트론; 상기 마이크로파가 안내되는 도파관; 및 상기 도파관을 통해 전달된 마이크로파가 인가되는 벌브를 포함하며, 상기 벌브 내부에 황(Surfer)과 연색지수를 증가시키기 위한 추가 도즈가 각각 봉입되고, 상기 추가 도즈가 메탈 브로마이드 및 메탈 아이오다이드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치가 제공된다.

Description

무전극 조명장치 및 이의 제조방법{Plasma lighting system and manufacturing method thereof}
본 발명은 무전극 조명장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 고연색성을 구현할 수 있는 무전극 조명장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 마이크로파(수 100MHz - 수 GHz)를 이용한 조명장치(Microwave dischage lamp}는 무전극 플라즈마 전구에 마이크로파를 가하여 가시광선을 발생시키는 장치로서, 백열등이나 형광등에 비하여 휘도가 높고 효율이 높으며 점차 사용이 증가하고 있는 추세이다.
상기 마이크로파 조명장치는 무전극 방전 램프로 전극이 없는 석영구(벌브) 내에 불활성 가스가 봉입되어 있고, 최근 유황을 고압 상태로 방전시키면서 가시광 영역의 연속 스펙트럼을 방사하는 구조를 가지며, 무전극 조명장치로도 지칭된다.
한편, 연색지수(CRI)는 광원의 성질 중 하나로서, 인공 광원이 자연광과 비슷하게 물체의 색을 보여주는가를 나타내는 지수이다. 또한, 연색지수가 100에 가까울수록 자연광 파장과 유사해진다.
황(Sulfer)을 주된 발광물질로 사용하는 경우 무전극 조명장치의 연색지수(CRI)는 대략 80 정도로 결정되며, 고연색성을 구현하기 어려운 문제를 갖는다.
또한, 상기 무전극 조명장치의 벌브 내부에는 발광을 위한 황(Sulfur)과 같은 도즈(Dose)와 불활성 가스가 봉입되며, 상기 도즈 및 불활성 가스를 봉입하는 과정에서 상기 벌브 내부에는 불순물이 존재하게 된다.
이처럼 벌브 내부에 불순물이 다량 존재하는 경우, 무전극 조명장치의 방전 개시 전압이 높아지고, 광효율이 떨어지며, 제품의 수명이 단축되는 문제가 발생한다.
본 발명은 고연색성을 구현할 수 있는 무전극 조명장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 CRI 90이상의 고연색성을 갖는 무전극 조명장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 방전 개시 전압을 낮추어 초기 점등성을 향상시킬 수 있는 무전극 조명장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 광효율을 높이고 제품 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 무전극 조명장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 마이크로파를 발생시키기 위한 마그네트론; 상기 마이크로파가 안내되는 도파관; 및 상기 도파관을 통해 전달된 마이크로파가 인가되는 벌브를 포함하는 무전극 조명장치가 제공된다.
여기서, 상기 벌브 내부에는 황(Sulfer)과 연색지수를 증가시키기 위한 추가 도즈가 각각 봉입되고, 상기 추가 도즈는 메탈 브로마이드 및 메탈 아이오다이드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 무전극 조명장치의 벌브를 제조하는 방법으로서, (a)상기 벌브를 소정 온도로 소정 시간 동안 가열하는 단계; (b)상기 벌브 내부에 도즈(Dose)를 주입하는 단계; 및 (c)상기 도즈가 수용된 벌브를 소정 온도로 소정 시간 동안 가열하는 단계를 포함하는 무전극 조명장치의 제조방법이 제공된다.
여기서, 상기 도즈는 황(Sulfer) 및 연색지수를 증가시키기 위한 추가 도즈를 포함하고, 상기 추가 도즈는 칼슘브로마이드(CaBr2), 칼슘아이오다이드(CaI2) 및 리튬아이오다이드(LiI)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 무전극 조명장치 및 이의 제조방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
메탈할라이드(Metalhalide)와 같은 추가 도즈(addictive dose)를 통해 고연색성을 구현할 수 있고, 특히 CRI 90이상의 연색지수를 갖는다.
또한, 벌브 내부의 불순물을 제거함으로써, 방전 개시 전압을 낮추어 초기 점등성을 향상시킬 수 있다.
또한, 광효율을 높이고 제품 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 벌브의 점등 전압을 감소시켜 점등성 및 재 점등성을 향상시킬 수 있고, 초기 방전 시 마그네트론의 전기적 충격을 완화시켜 마그네트론의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 무전극 조명장치를 나타내는 개념도이다.
도 2 내지 도 4는 도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 무전극 조명장치의 연색지수를 나타내는 그래프들이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예와 관련된 무전극 조명장치의 제조방법을 나타내는 플로우 차트들이다.
이하, 본 발명의 일 실시예와 관련된 무전극 조명장치 및 이의 제조방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 무전극 조명장치(100)를 나타내는 개념도이다.
상기 무전극 조명장치(100)는 마그네트론(110)과 도파관(120) 및 벌브(140)를 포함한다. 또한, 상기 무전극 조명장치(100)는 벌브(140)를 둘러싸는 공진기(130) 및 상기 벌브(140)를 회전시키기 위한 구동부(170, 예를 들어, 모터)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 무전극 조명장치(100)는 외관을 형성하는 하우징(180)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 하우징(180)에는 상기 구동부(170) 및/또는 마그네트론(110)이 수용될 수 있다.
이하, 상기 무전극 조명장치(100)를 구성하는 각 구성요소를 구체적으로 설명한다.
상기 마그네트론(110)은 소정의 주파수를 갖는 마이크로파를 발생시킨다. 또한, 상기 마그네트론(110)과 일체 또는 별도로 고전압발생부가 마련될 수도 있다. 상기 고전압발생부는 고전압을 발생시키며, 상기 고전압발생부에서 발생된 고전압은 상기 마그네트론(110)으로 인가되어 고주파를 갖는 마이크로파를 발생시킨다.
또한, 상기 도파관(120)은 상기 마그네트론(110)에서 발생된 마이크로파를 안내하는 도파공간(122)과 상기 마이크로파를 상기 공진기(130)로 전달하기 위한 개구부(122)를 포함한다. 상기 도파공간(122) 내부에는 상기 마그네트론(110)의 안테나부(111)가 삽입될 수 있다. 상기 마이크로파는 상기 도파공간(122)을 따라 안내된 후 상기 개구부(122)를 통해 상기 공진기(130) 내부로 방출된다.
상기 공진기(130)는 유입된 마이크로파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성하며, 상기 마이크로파를 여기시켜 강한 전계를 발생시키는 기능을 수행할 수 있다. 일 실시태양으로, 상기 공진기(130)는 메쉬(mesh) 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 마이크로파가 상기 개구부(122)를 통해서만 상기 공진기(130) 내부로 유입될 수 있도록 상기 공진기(130)는 상기 도파관(120)의 개구부(122) 및 벌브(140)를 둘러싸도록 장착될 수 있다.
또한, 상기 공진기(130) 내부에는 발광물질이 충진된 벌브(140)가 배치되고, 상기 벌브(140)에 마련된 회전축은 전술한 모터(170)에 장착될 수 있다. 상기 모터(170)를 통해 상기 벌브(140)를 회전시킴으로써 벌브(140)의 특정영역에 핫 스팟 또는 전계 집중 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 무전극 조명장치(100)의 발광원리를 설명하면, 마그네트론(110)에서 발생한 마이크로파는 도파관(120)을 통해 공진기(130)로 전달된다. 또한, 상기 공진기(130)로 유입된 마이크로파는 공진기(130) 내부에서 공진되면서 상기 벌브(140)의 발광물질을 여기시킨다. 이때 상기 벌브(140) 내부에 충진된 발광물질이 플라즈마 상태로 변화되어 빛이 발생하고, 상기 빛은 공진기(130) 외부로 방사된다.
한편, 상기 무전극 조명장치(100)는 상기 벌브(140)로부터 발생하는 빛의 방향을 조절하고 외부로 안내하기 위한 반사부재(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 반사부재는 반구 형상의 반사갓일 수 있다.
본 문서에서 도즈(Dose)라 함은 마이크로파에 여기되어 빛을 발광하는 발광물질을 나타낸다. 상기 도즈는 상기 벌브(140) 내부에 봉입된다. 또한, 상기 도즈는 황(Sulfer)을 포함하는 메인 도즈(main dose)와 무전극 조명장치(100)의 연색지수를 증가시키기 위한 추가 도즈(addictive dose)를 포함한다.
여기서, 상기 추가 도즈는 메탈 브로마이드(metal bromide) 및 메탈 아이오다이드(metal iodide)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
여기서, 상기 메탈 브로마이드는 칼슘브로마이드(CaBr2), 인듐브로마이드(InBr) 및 틴(Ⅱ)브로마이드(SnBr2)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 메탈 아이오다이드는 칼슘아이오다이드(CaI2), 리튬아이오다이드(LiI), 인듐아이오다이드(InI3), 디스프로슘아이오다이드(DyI3), 소듐아이오다이드(NaI) 및 비스무스아이오다이드(BiI3)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 추가 도즈는 칼슘브로마이드(CaBr2), 칼슘아이오다이드(CaI2) 및 리튬아이오다이드(LiI)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
도 2 내지 도 4는 도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 무전극 조명장치의 연색지수를 나타내는 그래프들이다.
한편, 도 2 내지 도 4에 표시된 Ratio는 기준 샘플(Ref)에 대한 각 샘플의 연색지수(CRI)의 비율을 나타내고, 해당 샘플의 막대 그래프 및 값(Value)은 연색지수(CRI)를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 추가 도즈의 효과와 비교하기 위한 기준 샘플(Ref)에는 벌브(140) 내부에 황 22mg이 봉입되어 있다. 기준 샘플의 경우, 실험 결과, 80.4의 CRI(Color Rendering Index)를 갖는다.
1번 샘플(#1)에는 벌브(140) 내부에 황 23.6mg이 봉입되어 있고, 2번 샘플(#2)에는 황 23.6mg(메인 도즈)과 칼슘아이오다이드 2.8mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있다.
또한, 1번 샘플(#1)은 80.7의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 100.37의 연색지수를 갖는다. 또한, 2번 샘플(#2)은 87.6의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 108.95의 연색지수를 갖는다.
한편, 3번 샘플(#3)에는 벌브(140) 내부에 황 23.6mg(메인 도즈)과 세슘아이오다이드(CsI) 2.8mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있고, 4번 샘플(#4)에는 벌브(140) 내부에 황 23.6mg(메인 도즈)과 루비듐아이오다이드(RbI) 2.8mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있다.
또한, 3번 샘플(#3)은 90.1의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 112의 연색지수를 갖는다. 또한, 4번 샘플(#4)은 90.3의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 112.31의 연색지수를 갖는다.
한편, 5번 샘플(#5)에는 벌브(140) 내부에 황 23.6mg(메인 도즈)과 아연아이오다이드(ZnI) 2.8mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있고, 6번 샘플(#6)에는 벌브(140) 내부에 황 23.6mg(메인 도즈)과 비소아이오다이드(AsI3) 2.8mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있다.
또한, 5번 샘플(#5)은 81.2의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 100.9의 연색지수를 갖는다. 또한, 6번 샘플(#6)은 82.3의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 102.3의 연색지수를 갖는다.
도 2를 참조하면, 1번 샘플 내지 6번 샘플은 기준 샘플(Ref)보다 높은 연색지수(CRI)를 가짐을 확인할 수 있다. 특히, 2번 샘플 내지 4번 샘플이 높은 연색지수를 가짐을 확인할 수 있다.
또한, 추가 도즈의 양은 메인 도즈의 양보다 적게 봉입될 수 있다.
도 3을 참조하면, 추가 도즈의 효과와 비교하기 위한 기준 샘플(Ref)에는 벌브(140) 내부에 황 22mg이 봉입되어 있다. 기준 샘플의 경우, 실험 결과, 80.4의 CRI(Color Rendering Index)를 갖는다.
7번 샘플(#7)에는 벌브(140) 내부에 인듐브로마이드 18mg이 봉입되어 있고, 8번 샘플(#8)에는 황 22mg(메인 도즈)과 인듐브로마이드 6mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있다.
또한, 7번 샘플(#7)은 96.9의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 120.52의 연색지수를 갖는다. 특히, 7번 샘플(#7)을 통해 황(Sulfer) 없이 추가 도즈만으로 고연색성을 구현할 수도 있음을 확인할 수 있다.
또한, 8번 샘플(#2)은 85.5의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 106.34의 연색지수를 갖는다.
한편, 9번 샘플(#9)에는 벌브(140) 내부에 황 22mg(메인 도즈)과 인듐브로마이드 10mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있고, 10번 샘플(#10)에는 벌브(140) 내부에 황 22mg(메인 도즈)과 인듐브로마이드 6mg 및 리튬아이오다이드 1.2mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있다.
또한, 9번 샘플(#9)은 87.1의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 108.33의 연색지수를 갖는다. 또한, 10번 샘플(#10)은 89.1의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 110.8의 연색지수를 갖는다.
한편, 11번 샘플(#11)에는 벌브(140) 내부에 황 22mg(메인 도즈)과 인듐브로마이드 6mg과 칼슘브로마이드 5.5mg 및 리튬아이오다이드 1.2mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있다.
또한, 11번 샘플(#11)은 94.6의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 117.6의 연색지수를 갖는다. 특히, 10번 샘플(#10)과 11번 샘플(#11)을 통해 메탈 브로마이드와 메탈 아이오다이드가 함께 봉입된 경우에 연색지수가 월등히 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 봉입되는 메탈 브로마이드의 질량은 봉입되는 메탈 아이오다이드의 질량보다 클 수 있다.
도 3을 참조하면, 7번 샘플 내지 11번 샘플은 기준 샘플(Ref)보다 높은 연색지수(CRI)를 가짐을 확인할 수 있다. 특히, 7번 샘플과 9번 샘플 내지 11번 샘플이 높은 연색지수를 가짐을 확인할 수 있다.
도 4를 참조하면, 추가 도즈의 효과와 비교하기 위한 기준 샘플(Ref)에는 벌브(140) 내부에 황 22mg이 봉입되어 있다. 기준 샘플의 경우, 실험 결과, 80.4의 CRI(Color Rendering Index)를 갖는다.
12번 샘플(#12)에는 벌브(140) 내부에 황 23.6mg(메인 도즈)와 칼슘브로마이드 5.6mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있고, 13번 샘플(#13)에는 황 23.6mg(메인 도즈)과 칼슘브로마이드 2.8mg과 칼슘아이오다이드 2.8mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있다. 또한, 13번 샘플(#13)의 경우, 봉입되는 메탈 브로마이드의 질량은 봉입되는 메탈 아이오다이드의 질량과 동일할 수 있다.
또한, 12번 샘플(#12)은 93.1의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 115.8의 연색지수를 갖는다. 또한, 13번 샘플(#13)은 89.4의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 111.2의 연색지수를 갖는다.
한편, 14번 샘플(#14)에는 벌브(140) 내부에 황 22mg(메인 도즈)과 칼슘브로마이드 5.6mg과 리튬아이오다이드 1.2mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있고, 15번 샘플(#15)에는 벌브(140) 내부에 황 24.4mg(메인 도즈)과 리튬아이오다이드 1.2mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있다.
또한, 14번 샘플(#14)은 84.6의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 105.22의 연색지수를 갖는다. 또한, 15번 샘플(#15)은 90.1의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 112.06의 연색지수를 갖는다.
한편, 16번 샘플(#16)에는 벌브(140) 내부에 황 22mg(메인 도즈)과 다이프로슘아이오다이드 4.6mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있고, 17번 샘플(#17)에는 벌브(140) 내부에 황 22mg(메인 도즈)과 인듐아이오다이드 5.6mg(추가 도즈)이 함께 봉입되어 있다.
또한, 16번 샘플(#16)은 85.3의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 106.09의 연색지수를 갖는다. 또한, 17번 샘플(#17)은 85의 연색지수를 가지며, 기준 샘플의 연색지수를 100으로 환산한 경우, 약 105.72의 연색지수를 갖는다.
도 4를 참조하면, 12번 샘플 내지 17번 샘플은 기준 샘플(Ref)보다 높은 연색지수(CRI)를 가짐을 확인할 수 있다. 특히, 12번 샘플과 13번 샘플이 높은 연색지수를 가짐을 확인할 수 있다.
또한, 상기 추가 도즈는 셀레늄(Se) 또는 틴아이오다이드(SnI2,SnI4)를 포함할 수도 있다.
한편, 상기 벌브(140) 내부에는 도즈(메인 도즈와 추가 도즈) 및 불활성 가스만을 봉입하는 것이 바람직하지만, 상기 도즈 및 불활성 가스를 봉입하는 과정에서 상기 벌브(140) 내부에는 불순물이 잔존하게 된다.
이처럼 벌브(140) 내부에 불순물이 다량 존재하는 경우, 무전극 조명장치(100)의 방전 개시 전압이 높아지고, 광효율이 떨어지며, 제품의 수명이 단축되는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 벌브(140) 내부에 도즈 및 불활성 가스를 주입하는 과정에서 불순물을 제거하기 위한 새로운 제조방법이 요구된다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예와 관련된 무전극 조명장치의 제조방법을 나타내는 플로우 차트들이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 무전극 조명장치의 제조방법은 특히, 무전극 조명장치의 벌브를 제조하는 방법일 수 있다.
또한, 상기 무전극 조명장치의 제조방법은 상기 벌브 내부에 도즈(Dose)를 주입하는 단계 (a)(S101) 및 소정 온도로 소정 시간 동안 상기 도즈가 수용된 벌브를 가열하는 단계 (b)(S102)를 포함한다.
여기서, 상기 도즈는 전술한 메인 도즈(main dose)와 추가 도즈(addictive dose)를 포함하는 개념으로 사용된다.
이하, 상기 단계 (a)는 도즈 주입 단계라 지칭할 수 있고, 단계 (b)는 도즈 불순물 제거 단계라 지칭할 수 있다. 또한, 설명의 편의를 위하여 상기 소정 온도는 제1 온도로 지칭하고, 상기 소정 시간은 제1 시간으로 지칭한다.
구체적으로, 상기 벌브(140) 내부에 도즈를 주입하기 전, 상기 벌브(140)를 진공 챔버(도시되지 않음)에 장착시킬 수 있다. 상기 벌브(140)는 내부로 도즈 및 불활성 가스가 주입될 수 있도록 일 종단이 개방된다.
또한, 상기 진공 챔버에는 상기 벌브(140)에 진공을 가하기 위한 진공 라인과 상기 벌브(140) 내부로 불활성 가스를 주입하기 위한 가스 라인이 마련될 수 있다.
또한, 상기 진공 챔버에는 도즈를 주입하기 위한 도즈 인젝터(Dose injector)가 마련될 수 있으며, 상기 진공 챔버는 아르곤(Ar) 또는 질소(N) 분위기로 유지될 수 있다.
한편, 상기 제1 온도는 상기 도즈의 끓는점(boiling point) 보다 낮을 수 있다. 상기 도즈의 불순물을 제거하기 위하여 상기 도즈의 끓는점보다 높은 온도로 가열하는 경우 상기 도즈가 기화하여 벌브(140) 외부로 배출될 수 있다. 이러한 경우 벌브(140) 내부의 도즈 함량이 부족하게 됨에 따라 무전극 조명장치(100)의 광효율이 떨어질 수 있다.
상기 단계(b)는 80℃ 내지 100℃의 온도로 1분 내지 5분 동안 수행될 수 있다. 구체적으로, 제1 온도는 황의 끓는점보다 낮은 80℃ 내지 100℃일 수 있고, 제1 시간은 1분 내지 5분일 수 있다.
즉, 상기 도즈가 수용된 벌브를 소정 온도로 소정 시간 동안 가열하는 단계는 80℃ 내지 100℃의 온도로 1분 내지 5분 동안 수행될 수 있다.
한편 진공 챔버의 진공 상태에 따라 대기압 상태에서 황의 끓는점보다 낮은 상태에서 황의 끓는점이 결정될 수 있으므로 80℃ 내지 100℃의 범위에서 진공 챔버의 진공 상태에 따라 적절한 제1 온도가 결정될 수 있다.
또한, 상기 제1 시간은 5분 이내로 결정될 수 있으며, 일 실시태양으로 1분 내지 2분 사이에서 결정될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 무전극 조명장치의 제조방법은 도즈 불순물 제거 단계를 포함하고 있으므로, 벌브의 불순물뿐만 아니라 도즈 자체의 불순물을 제거할 수 있는 효과를 갖는다.
한편, 상기 무전극 조명장치의 제조방법은 단계 (a)이전에, 상기 벌브(140)를 제2 온도로 제2 시간 동안 가열하는 단계 및 상기 벌브(140)에 진공을 가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 벌브(140)를 제2 온도로 제2 시간 동안 가열하는 단계를 통해 도즈가 주입되기 전 벌브(140) 자체에 포함된 불순물을 1차로 제거할 수 있다.
도 6을 참조하면, 무전극 조명장치의 제조방법은 상기 벌브를 소정 온도로 소정 시간 동안 가열하는 단계 (a)(S201)와 상기 벌브 내부에 도즈(Dose)를 주입하는 단계 (b)(S202) 및 상기 도즈가 수용된 벌브를 소정 온도로 소정 시간 동안 가열하는 단계 (c)(S203)를 포함한다.
구체적으로, 상기 단계 (a)는 벌브 불순물 제거 단계라 지칭할 수 있고, 단계 (b)는 도즈 주입 단계라 지칭할 수 있고, 단계 (c)는 도즈 불순물 제거 단계라 지칭할 수 있다.
여기서 상기 벌브(140)는 석영(Quarz)으로 형성될 수 있고, 상기 석영의 녹는점을 고려하여 상기 소정 온도(제2 온도)는 800℃ 내지 1000℃이고, 상기 소정 시간(제2 시간)은 30분 내지 2시간으로 결정될 수 있다.
한편, 상기 무전극 조명장치(100)의 제조방법은 단계 (b)이전에, 상기 벌브(140)에 진공을 가하기 위한 진공 라인을 소정 온도(제3 온도)로 가열하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이때 상기 진공 라인을 일정 온도로 가열함으로써 상기 진공 챔버 및 진공 라인 내부의 불순물을 제거할 수 있다.
구체적으로, 진공 라인을 일정 온도로 가열함으로써 상기 진공 챔버 및 진공 라인 내부의 불순물을 제거한 후 상기 벌브(140)를 진공 챔버에 장착할 수 있고, 이후 전술한 단계 (b)와 단계 (c)를 수행할 수 있다.
또한, 상기 제3 온도는 150℃ 내지 200℃일 수 있다.
한편, 상기 무전극 조명장치(100)의 제조방법은 상기 단계(c) 이후, 상기 벌브(140) 내부로 불활성 가스를 주입하기 위한 가스라인을 불활성 가스 분위기로 전환시키는 단계 및 상기 벌브(140) 내부에 불활성 가스를 주입하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 벌브(140) 내부로 불활성 가스를 주입하기 위한 가스라인을 불활성 가스 분위기로 전환시키는 단계는, 벌브(140) 내부에 불활성 가스를 주입하기 전 상기 가스라인에 불활성 가스를 수차례 흘려보냄으로써 가스라인 자체를 불활성 가스 분위기로 전환 및 유지시킬 수 있다. 또한, 불활성 가스를 주입하는 단계에서 벌브(140) 내부로 불순물이 불활성 가스와 함께 주입되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 불활성 가스는 아르곤(Ar)일 수 있다.
이후, 상기 벌브(140)를 가열하는 단계를 통해 도즈가 주입되기 전 벌브(140) 자체에 포함된 불순물을 1차로 제거할 수 있다. 상기 벌브(140)는 석영(Quarz)으로 형성될 수 있고, 상기 석영의 녹는점을 고려하여 단계 (a)는 800℃ 내지 1000℃의 온도로 30분 내지 2시간 동안 수행될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 단계(c)는 80℃ 내지 100℃의 온도로 1분 내지 5분 동안 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 무전극 조명장치의 제조방법은 벌브(140)와 연결된 진공라인을 가열하는 단계 (a)(S301)와 벌브(140) 내부에 도즈를 주입하는 단계 (b)(S302)와 도즈가 수용된 벌브(140)를 소정 온도로 소정 시간 동안 가열하는 단계 (c)(S303) 및 벌브(140) 내부에 진공을 가하는 단계 (d)(S304)를 포함한다.
단계(a)와 관련하여, 상기 진공 라인을 일정 온도로 가열함으로써 상기 진공 챔버 및 진공 라인 내부의 불순물을 제거할 수 있다.
구체적으로, 진공 라인을 일정 온도로 가열함으로써 상기 진공 챔버 및 진공 라인 내부의 불순물을 제거한 후 상기 벌브(140)를 진공 챔버에 장착할 수 있고, 단계 (a)는 150℃ 내지 200℃의 온도에서 수행될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 단계(c)는 80℃ 내지 100℃의 온도로 1분 내지 5분 동안 수행될 수 있다.
또한, 단계 (d)는 도즈가 수용된 벌브(140)를 소정 온도로 소정 시간 동안 가열하는 단계 (c)와 동시 또는 순차로 수행될 수 있다. 일 실시태양으로 상기 도즈가 수용된 벌브(140)를 소정 온도로 소정 시간 동안 가열함과 동시에 벌브(140) 외부로 불순물을 뽑아내도록 상기 벌브(140)에 진공을 가할 수 있다. 상기 단계 (d)는 벌브 펌핑 단계로 지칭할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 무전극 조명장치의 제조방법은 벌브와 연결된 진공라인을 가열하는 단계(a)(S401)와 벌브를 가열하는 단계 (b)(S402) 및 벌브 내부에 진공을 가하는 단계 (c)(S403)를 포함할 수 있다.
또한, 무전극 조명장치의 제조방법은 벌브 내부에 도즈를 주입하는 단계 (d)(S404)와 상기 도즈가 수용된 벌브를 소정 온도로 소정 시간 동안 가열하는 단계 (e)(S405) 및 벌브 내부에 진공을 가하는 단계 (f)(S406)를 포함할 수 있다.
또한, 무전극 조명장치의 제조방법은 벌브와 연결된 가스라인을 불활성 가스 분위기로 전환시키는 단계 (g)(S407) 및 벌브 내부에 불활성 가스를 주입하는 단계 (h)(S408)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계 (a)는 벌브 내부에 도즈를 주입하는 단계 (d) 이전에만 수행되면 된다.
100: 조명장치
110: 마그네트론
120: 도파관
130: 공진기
140: 벌브

Claims (8)

  1. 마이크로파를 발생시키기 위한 마그네트론;
    상기 마이크로파가 안내되는 도파관; 및
    상기 도파관을 통해 전달된 마이크로파가 인가되는 벌브를 포함하며,
    상기 벌브 내부에는 황(Sulfer)과 연색지수를 증가시키기 위한 추가 도즈가 각각 봉입되고,
    상기 추가 도즈는 메탈 브로마이드 및 메탈 아이오다이드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탈 브로마이드는 칼슘브로마이드(CaBr2), 인듐브로마이드(InBr) 및 틴(Ⅱ)브로마이드(SnBr2)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탈 아이오다이드는 칼슘아이오다이드(CaI2), 리튬아이오다이드(LiI), 인듐아이오다이드(InI3), 디스프로슘아이오다이드(DyI3), 소듐아이오다이드(NaI) 및 비스무스아이오다이드(BiI3)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 추가 도즈는 칼슘브로마이드(CaBr2), 칼슘아이오다이드(CaI2) 및 리튬아이오다이드(LiI)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.
  5. 무전극 조명장치의 벌브를 제조하는 방법으로서,
    (a)상기 벌브를 소정 온도로 소정 시간 동안 가열하는 단계;
    (b)상기 벌브 내부에 도즈(Dose)를 주입하는 단계; 및
    (c)상기 도즈가 수용된 벌브를 소정 온도로 소정 시간 동안 가열하는 단계를 포함하며,
    상기 도즈는 황(Sulfer) 및 연색지수를 증가시키기 위한 추가 도즈를 포함하고,
    상기 추가 도즈는 칼슘브로마이드(CaBr2), 칼슘아이오다이드(CaI2) 및 리튬아이오다이드(LiI)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    단계 (a)는 800℃ 내지 1000℃ 온도로 30분 내지 2시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치의 제조방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    단계(c)는 80℃ 내지 100℃의 온도로 1분 내지 5분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치의 제조방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    단계 (b)이전에, 상기 벌브에 진공을 가하기 위한 진공 라인을 150℃ 내지 200℃의 온도로 가열하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치의 제조방법.
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